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数说强对流③:让人捉摸不透的大风

来源:中国气象报社   发布时间:2020年06月30日14:35
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中国气象报记者 王美丽

专家顾问:清华大学助理研究员 孔锋

  提起大风,很多人的直观感受是“风中凌乱”,且风时而向东吹、时而向西吹,让人琢磨不透。大风属于强对流天气吗?不同类型的大风有何特点?我国哪里的大风天气最多?气象大数据告诉你!

  气象上,大风的“门槛”比较高

  总的来说,地球上的风是由太阳辐射引起的。

  太阳光照射在地球表面上,受不同纬度、地形地势、海拔等影响,各地大气受热不均。某地的地表空气受热膨胀变轻进而上升,周围较冷的空气就会流入填补;上升的热空气在高处冷却后,又成为冷空气沉降至地面。随着这一冷热循环过程,近地表的空气产生流动现象,风就形成了。

  

  在我国,引起灾害的大风常由雷暴、飑线、龙卷、气旋、冷空气等天气系统活动所致。其中,雷暴、飑线、龙卷等属于强对流天气。

  雷暴大风具有明显的日变化,且历时比较短,多出现在午后气温上升最高的时候,风区范围也比较小;飑线过境时,伴有狂风、暴雨、冰雹等,风速可达每秒十几米,强的时候可达40米/秒;龙卷中心气压很低,造成很大的水平气压梯度,从而导致强烈风速,一般估计可达50至150米/秒,最大可到200米/秒,常会拔起大树、摧毁建筑物等,破坏力极强。

  风力是指风吹到物体上所表现出的力量大小。我国2012年6月发布的《风力等级》国家标准中,根据标准气象观测场10米高度处的风速大小,将风力等级依次划分为18个等级,这里的等级就是说的“蒲福风级”。“蒲福风级”是英国人蒲福(Francis Beaufort)于1805年根据风对地面(或海面)物体影响程度而定出的风力等级。

  那么,什么叫做大风呢?在冬春季节,寒风呼啸,其实风力可能只有三四级,远远达不到气象上大风的标准。在气象观测业务规范中,一般将瞬时风速≥17.2米/秒,即风力达到8级以上时,才能称作大风。凡一日中出现过大风,则记为一个大风日。

  除了上文提到的强对流天气容易导致大风外,强冷空气、气旋(譬如台风)等,都可能产生大风。需要说明的是,下文的统计数据,指的正是上述所有天气系统所引起的大风天。

  高海拔地区大风天儿最多

  我国大风天有明显的地域分布特征,而高海拔地区的年大风天明显高于低海拔地区;峡谷地带大风天比周围多。

  

  我国有三个大风多发区。

  一是青藏高原,年大风日数多达75天以上,一年有1/5的时间都是大风天,是我国范围最大、日数最多的大风区。

  二是内蒙古中北部、新疆西北部,年大风日数在50天以上。

  三是东南沿海及其岛屿,年大风日数多达50天以上。

  此外,山地隘口及孤立山峰处也是大风日数多的地区,这主要是山谷风引起的 。

  南北方城市大风季节分布大不同

  在我国北方大多数城市中,春季(3-5月)是一年中大风最多的季节。

  冬春交替,冷空气势力仍比较强势,而此时太阳直射角逐渐向北半球偏移,地面接收到的太阳辐射日益强烈,地面升温加快,高低纬度之间形成了比较大的气压梯度,因而比较容易出现大风天气。

  值得一提的是,往往冷空气在抵达南方时,势力就会被大大削弱,风力也会相应减小。所以,南方城市春季大风并不像北方城市那么多。到了夏季,南方地区暖湿气流更加强盛,台风、强对流天气更加频发,大风天也就更多一些。

  

  近年来我国大风天儿波动中减少

  统计显示,近年来我国年均单站大风日数在波动中减少,有研究表明这极有可能与全球变暖密切相关。

  究其原因,全球变暖后,海陆温差相对变小,导致东亚季风减弱,空气流动速度相对降低;同时,快速城市化进程,可能导致原有自然地表景观大大改变,土地利用变化更为多样性、城市房屋高度和密度日益增加,上述这些人为活动,导致地表粗糙度有不同程度增大,从而导致风速整体减小,大风日数也整体减少。

  在变化趋势的空间分布上,我国绝大多数地区年际大风日数呈减少趋势,仅在内蒙古西北部、新疆东部、青海西部和西藏西南部及东北部等地呈增加趋势。

  

  大风的危害自不必谈,尤其是城市风灾已成为影响城市公共安全的重要风险因素之一。但大风天气也能带来一定好处。譬如,大风对近地层污染物的扩散起到了积极作用;人们可以有效利用风能进行发电。但遇到大风时,人们还是要尽量减少外出,并尽量避开广告牌和高空悬挂物等,采取积极防护措施。

  (责任编辑:栾菲)

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